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Integrar Processo na Concepção de Produto

Simoldes Plásticos

Diogo Figueiredo Santos

Dissertação do MIEM

Orientador SP: Engº. Artur Barros

Orientador FEUP: Prof. José Manuel Ferreira Duarte

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Janeiro 2011

Integrar Processo na Concepção de Produto FEUP

Diogo Figueiredo Santos ii


Diogo Figueiredo Santos iii

Resumo

Numa empresa da dimensão da Simoldes Plásticos, o conceito da standarização é

fundamental para a optimização dos processos de concepção e de produção existentes. A

standarização pode ocorrer ao nível das metodologias de trabalho, componentes a integrar

nos produtos, periféricos integrados nos processos de fabrico, design de produto, software

de concepção e simulação, entre outros.

"Integrar Processo na Concepção de Produto" consistiu o principal objectivo deste

trabalho. Para o efeito tornou-se necessário a elaboração de um manual que reunisse

todos os dados disponíveis na empresa, para uma melhor e mais eficiente concepção e

produção. Pretendeu-se assim reunir o maior número de elementos a standarizar e

elaborar documentos sobre as diversas tecnologias que permitam seguir os standards que

a empresa quer implementar.

Para a realização deste manual procedeu-se a um levantamento exaustivo dos

processos, tecnologias e produtos que o grupo Simoldes divisão Plásticos tem dentro de

portas. Este levantamento permitiu adquirir um conhecimento mais profundo dos vários

assuntos necessários para a concretização deste trabalho.

Com base no trabalho realizado foi possível criar a primeira versão de um manual

de processo da empresa.


Diogo Figueiredo Santos iv

Abstract

In a company with Simoldes Plásticos’ dimension, the concept of standardization

is fundamental for the optimization of the existing conception and production processes.

The standardization can occur at the level of work methodology, components for

incorporation in products, peripherals integrated in the manufacturing processes, product

design, design and simulation software, among others.

"Integrating the Process in Product Conception" was the main purpose of this

work. For that effect it became necessary to draw up a manual which gathered all

available data at the company, for better and more efficient design and production. The

aim is to gather as many elements to Standardize as possible and at the same time

produce documents about the various technologies that allow us to follow the standards

that the company wants to implement.

To achieve the elaboration of this manual, an exhaustive survey of processes,

technologies and products that Simoldes Plastics division has, was conducted. This

survey allowed us to acquire a deeper understanding of the various issues necessary to

implement this work.

Based on the work done it was possible to make the first version of the company’s

process manual.


Diogo Figueiredo Santos v

Agradecimentos

Em primeiro lugar quero agradecer à Simoldes Plásticos e à sua direcção a

oportunidade de realizar este trabalho numa empresa desta dimensão.

Quero agradecer aos meus orientadores, Engenheiro Artur Barros e Professor José

Ferreira Duarte, pela disponibilidade e orientação durante a realização deste trabalho.

A todos os membros do Departamento da Engenharia de Processo, o meu muito

obrigado pelo companheirismo, apoio e acolhimento no seio da equipa.

Aos meus pais, namorada, família e amigos por estarem sempre ao meu lado em

todos os momentos.


Diogo Figueiredo Santos vi

Nota

Devido ao acordo de confidencialidade presente no contrato realizado com a

empresa (Anexo A) o Manual de Processo de Concepção de Produto, realizado, não foi

incluído neste relatório. Ao longo deste é feita uma descrição de todos os trabalhos

realizados, da metodologia de trabalho seguida para a realização do manual, bem como

alguns exemplos do mesmo.


Diogo Figueiredo Santos vii

Índice

1. Introdução ....................................................................................................................... 1 2. Apresentação da Empresa ............................................................................................... 2

2.1 - Grupo Simoldes ...................................................................................................... 2 2.2 - Simoldes Plásticos .................................................................................................. 4 2.3 - Engenharia de Processo .......................................................................................... 7

3. Projectos e Trabalhos Desenvolvidos ............................................................................. 8 3.1. Definição de Conceito Produtivo ............................................................................. 9

3.2. FEE – Ficha de Especificação de Equipamentos ..................................................... 9 3.3. Layouts ................................................................................................................... 10 3.4. Reuniões com fornecedores de equipamentos e Acompanhamento de periféricos 10 3.5. Gama de Fabrico .................................................................................................... 11

3.6. Homologação de Processos.................................................................................... 11 3.7. Reorganização de parte do directório informático do departamento ..................... 12

3.8. Recolha de tempos de aplicação de componentes ................................................. 12 3.9. Projecto de Célula Standard para Colocação Automática de Clips Metálicos ...... 13

3.10. Revisão do Caderno de Encargos Geral............................................................... 15 3.11. Revisão do BOP e PIOP ...................................................................................... 15 3.12. Realização de Layouts de Processo em software de Análise de Fluxos de Fábrica

....................................................................................................................................... 16 3.13. Programação de Câmara de Contornos ................................................................ 16

3.14. Aspectos Gerais ................................................................................................... 17 4. Manual de Processo de Concepção de Produto ............................................................ 18

4.1. Injecção de Termoplásticos .................................................................................... 21

4.2. Soldadura ............................................................................................................... 23 4.3. Componentes.......................................................................................................... 25

4.4. Montagens / Poka-Yoke's ...................................................................................... 27 4.5. Acabamentos .......................................................................................................... 29

4.6. Decoração .............................................................................................................. 30 4.7. Outros Processos .................................................................................................... 31 4.8. Equipamentos ......................................................................................................... 32

4.9. Nota Final............................................................................................................... 33 5. Conclusões e Perspectivas de Trabalho Futuro ............................................................ 33 6. Referências e Bibliografia............................................................................................. 35 7. Anexos .......................................................................................................................... 36

Anexo A: Contrato ........................................................................................................ 37

Anexo B: Tecnologias Simoldes Plásticos ................................................................... 41

Anexo C: Organização da Estrutura de Desenvolvimento da SP ................................. 43 Anexo D: Tarefas dos Colaboradores do Departamento de Engenharia de Processo .. 45 Anexo E: FEE - Toyota/Boshoku – Yaris..................................................................... 50

Anexo F: Layout - Toyota/Boshoku – Yaris ................................................................. 56 Anexo G: Check-List do CEG ...................................................................................... 58 Anexo H: Gama de Fabrico - Toyota/Boshoku – Yaris ................................................ 62 Anexo I: Homologação de Processo - Opel Meriva II .................................................. 65 Anexo J: Tempos de Aplicação de Componentes – Clips Plásticos “Azul”................. 68


Diogo Figueiredo Santos viii

Anexo L: Programação de Relé Programável ............................................................... 70

Anexo M: BOP e PIOP - Revisão 1 .............................................................................. 72


Diogo Figueiredo Santos 1

1. Introdução

No âmbito da disciplina Dissertação da opção de Produção, Desenvolvimento e

Engenharia Automóvel do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica foi realizado na

Simoldes Plásticos o trabalho apresentado neste relatório:

“Integrar Processo na Concepção de Produto”

A decisão na Simoldes Plásticos para a criação de um manual que introduzisse o

processo na concepção do produto surge no Improvement Plan de 2008 tendo como

objectivo "criar para o Projectista uma metodologia de trabalho, durante a Concepção

do Produto, de modo a o sensibilizar e apoiar face às condicionantes do Processo e

Embalagem".[1]

Foi constituída uma equipa e um plano de acções a desenvolver e desde então fez

parte dos Improvement Plan dos anos seguintes, 2009 e 2010. Neste período,

compreendido entre 2008 e 2010, foi dado início ao manual tendo-se começado por

identificar alguns dos problemas que se pretendiam resolver com a criação do mesmo. No

entanto, a realização deste tipo de tarefas não é simples no meio industrial,

principalmente porque os imperativos da concepção e produção consistem no

fornecimento de peças aos clientes, restando pouco tempo para este tipo de tarefas que,

embora importantes, não se constituem como prioritárias. Desta forma, o manual

existente resumia-se a cinco páginas com muito pouca informação reunida.

Neste contexto surge a proposta por parte da Simoldes Plásticos do tema desta

Dissertação: Integrar processo na concepção de produto".

Para levar a cabo esta tarefa foram definidos os seguintes objectivos específicos:

Conhecimento da Organização da Simoldes Plásticos Central;

Aquisição de Bases Teóricas;

Conhecimento das Tecnologias/Produtos existentes na divisão Plásticos do

grupo Simoldes;

Injecção e processos pós-injecção – prática;

Realização de Manual de Processo de Concepção de Produto.



2. Apresentação da Empresa

2.1 - Grupo Simoldes

O Grupo Simoldes é composto pela Divisão Aços e Divisão Plásticos, Figura 1.

Figura 1 - Estrutura do Grupo Simoldes [1]

Em 1959 o Sr. António Rodrigues, actual proprietário, fundou a Simoldes Aços,

Figura 2, com o objectivo de produzir moldes para a injecção de plásticos.

Nessa altura os principais segmentos da empresa de Oliveira de Azeméis eram

utensílios domésticos e brinquedos para o mercado nacional.

Desde então, a empresa tem vindo a crescer através da criação de novas empresas

dentro e fora de Portugal, conseguindo assim impor-se nos mercados e marcar a sua

posição de elevada qualidade no fabrico de moldes por toda a Europa.

Actualmente o principal mercado do grupo é a indústria automóvel.



Figura 2 - Simoldes Aços [2]

O know-how que possui em diferentes tecnologias de construção de moldes, como

injecção assistida por gás, injecção híbrida e injecção de baixa pressão em tecidos, bem

como a qualidade dos moldes, contribuem para que a Divisão Aços do grupo Simoldes

assuma a liderança na indústria europeia de moldes.

A constituição da Divisão Plásticos teve início em 1980 com a criação da

Simoldes Plásticos, uma aposta impulsionada pela criação das instalações da Renault em

Setúbal.

A Divisão Plásticos foi crescendo e novas fábricas foram implementadas em

Portugal e no estrangeiro.

A expansão do grupo é perceptível na Figura 3.

Figura 3 - Posição Global do Grupo Simoldes [2]



2.2 - Simoldes Plásticos

A Simoldes Plásticos localizada em Oliveira de Azeméis, (Figura 4), é uma

empresa de produção de peças injectadas em material polimérico.

Figura 4 - Simoldes Plásticos [2]

A sua actividade debruça-se exclusivamente sobre o ramo automóvel, enquanto que

outras empresas do grupo se dedicam à indústria eléctrica e electrónica, embalagem e

puericultura. Outra actividade importante de todas as empresas da Divisão de Plásticos é

o suporte de ensaios.

A Simoldes Plásticos possui especialização em diversas tecnologias nas áreas da

injecção, compressão, acabamento e acabamento de superfícies (Anexo B), de forma a

responder a um mercado cada vez mais exigente e competitivo.

Desde a sua criação, a empresa tem vindo a crescer substancialmente num

mercado de elevada exigência, devido à sua capacidade de resposta, traduzida em lead-

times adequados e, fundamentalmente, no desempenho de uma equipa altamente

qualificada e competente, capaz de dominar e implementar os sucessivos

desenvolvimentos tecnológicos.

No Anexo C está representada a estrutura da área do desenvolvimento da

Simoldes Plásticos.

A Simoldes Plásticos é um fornecedor directo de diversos OEM (Original

Equipment Manufacturer) em várias regiões do globo.



As peças produzidas pela empresa para o sector automóvel estão representadas na

Figura 5.

Figura 5 - Identificação de peças produzidas pela Simoldes Plásticos [1]

Os principais mercados de exportação são a Alemanha, França e Espanha e os

principais clientes são:

PSA Peugeot Citröen

Renault

Volvo

VW

Audi

Nissan

Toyota

Porsche

Ford

Seat

Skoda

Honda

Mercedes

GM



Mitsubishi

Dorel

AmtrolAlfa

Faurecia



2.3 - Engenharia de Processo

No Anexo C é possível identificar o Departamento de Engenharia de Processo a

par de outros tais como o I&D e a Engenharia do Produto. Este departamento tem como

objectivo atingir a total satisfação do cliente, projectando, construindo e implementando

processos de fabrico viáveis de acordo com as especificações de qualidade.

Os elementos que constituem o departamento são os seguintes:

Director de Engenharia de Processo

Coordenador de Engenharia de Processo

Técnico de Processo

Técnico de Injecção

Especialista de Polímeros

Técnico Mãos-de-Presa

A cada um dos cargos é atribuído um conjunto de funções que se encontram

descriminadas no Anexo D.



3. Projectos e Trabalhos Desenvolvidos

A realidade encontrada na Simoldes Plásticos foi a de uma empresa com uma

estrutura formada em redor do conceito da standarização. Quanto maior for a

implementação de standards dentro de uma empresa, maior a versatilidade da mesma. No

âmbito da Dissertação esta temática foi primordial e serviu de base a todos os trabalhos

efectuados, nomeadamente a realização do manual, objectivo principal. Com o manual

pretende-se estabelecer uma maior ligação entre departamentos resultando num maior

conhecimento do que se faz e se implementa no Departamento de Engenharia de

Processo.

Todo o envolvimento em projectos e trabalho desenvolvido ao longo do período

da Dissertação, contribuiu para o enriquecimento do manual por permitir lidar

directamente com as tecnologias e processos existentes na Simoldes Plásticos.

Resumidamente, apresenta-se abaixo a lista de projectos onde existiu um

envolvimento ao nível da coordenação do processo que permitiu obter o conhecimento

necessário à realização do manual:

Eurocar

Opel Meriva II

Peugeot A9

Peugeot B0

Peugeot B9

Seat Leon

Toyota/Boshoku – Yaris

VW Sharan

VW Up

Relativamente aos projectos mencionados, foram realizadas, entre outras, as

seguintes tarefas:

Definição de Conceito Produtivo;

FEE – Ficha de Especificação de Equipamentos;

Layouts;

Reuniões com fornecedores de equipamentos;

Acompanhamento de periféricos;

Gama de Fabrico;

Homologação de Processos.



Para além das tarefas de coordenação de processo foram ainda realizadas outras

que não estando directamente relacionadas com a elaboração do manual deram um

contributo significativo para a qualidade do mesmo:

Reorganização de parte do directório informático do departamento;

Recolha de tempos de aplicação de componentes;

Projecto de Célula para Introdução Automática de Clips Metálicos;

Programação de Relé Programável – OMRON;

Programação robot 6 eixos – Motoman.

Revisão do Caderno de Encargos Geral;

Revisão de Documentos utilizados na Coordenação de Processo;

Realização de Layouts de Processo em software de Análise de Fluxos de Fábrica;

Programação de Câmara de Contornos.

Em seguida é feita a descrição pormenorizada das tarefas realizadas no âmbito

desta dissertação e que conduziram ou ajudaram na realização do objectivo principal, a

elaboração do manual de processo.

3.1. Definição de Conceito Produtivo

A definição de conceito produtivo traduz-se na definição do processo a

implementar para a produção de uma determinada peça. Esta tarefa é realizada pelo

coordenador de processo após recepção de um novo projecto. Esta tarefa é realizada com

base nos dados fornecidos ou especificados pelo cliente para a peça em análise e a

informação disponível na empresa, nomeadamente o manual de processo.

O coordenador tem de definir o conceito obedecendo aos requisitos base: custos

mínimos, número mínimo de operadores e menor atravancamento possível.

Na Definição de Conceito Produtivo o projecto onde houve participação de forma

activa foi o Toyota/Boshoku – Yaris.

3.2. FEE – Ficha de Especificação de Equipamentos

A FEE é um documento onde resumidamente se indicam as funções que um

equipamento deve realizar, as suas características específicas e as restrições a ele

associado. As especificações gerais do equipamento são consultadas pelo fornecedor no

CEG – Caderno de Encargos Geral (ver secção 3.10).



A FEE tem como principal função permitir aos fornecedores analisar e orçamentar o

equipamento para que depois de recebidas e analisadas as propostas dos mesmos, o

projecto seja adjudicado.

As FEE realizadas durante esta Dissertação foram elaboradas no âmbito dos projectos

Peugeot A9, Toyota/Boshoku – Yaris e VW Up.

No Anexo E encontra-se o exemplo da FEE realizada para o projecto Toyota/Boshoku

– Yaris.

3.3. Layouts

Um Layout é uma representação esquemática da organização dos postos de trabalho

para a produção de uma determinada peça. Nesta representação deve constar a

distribuição dos operadores, equipamentos e embalagens na área correspondente ao posto

de trabalho. Para além da representação esquemática, um Layout contém a lista de tarefas

e tempo das mesmas, quer das máquinas quer dos operadores.

A definição de um Layout é um procedimento de extrema importância já que tem

influência directa em diversos factores que decorrem dentro de fábrica, entre eles:

Funções que o operador terá de desempenhar;

Distância que o mesmo terá de percorrer para realizar as tarefas que lhe

competem;

Atravancamento das máquinas e equipamentos associados ao processo;

Operações de logística;

Tempos de setup.

Um Layout deve:

Ser o mais compacto possível;

Utilizar o mínimo número de operadores;

Minimizar as distâncias que cada operador terá de percorrer;

Facilitar operações logísticas;

Ter o menor tempo de setup possível.

Encontram-se no Anexo F os Layouts realizados no âmbito do projecto

Toyota/Boshoku – Yaris.

3.4. Reuniões com fornecedores de equipamentos e

Acompanhamento de periféricos



Após realização das FEE e seu envio a possíveis fornecedores de equipamento,

dá-se início a uma série de reuniões com os mesmos. A primeira reunião tem como

objectivo uma breve apresentação do projecto e do equipamento pretendido. Depois de

um maior ou menor número de reuniões e adjudicação do projecto a um fornecedor,

seguem-se reuniões onde são apresentadas e discutidas as soluções propostas por este.

Chegando-se a uma solução consensual inicia-se a produção do equipamento.

Durante a produção do equipamento o responsável pelo projecto faz o

acompanhamento do mesmo verificando o cumprimento de todas as variáveis, desde

prazos a características especificadas na FEE e CEG. Ainda no fornecedor e antes de

transferir o equipamento para a fábrica é preenchida uma check-list onde constam as

características gerais que o equipamento terá de respeitar e desta forma validar ou não o

equipamento antes da transferência. No Anexo G encontra-se um exemplo de uma check-

list .

No âmbito desta Dissertação houve participação em reuniões e visitas a

fornecedores relacionados com os projectos Peugeot A9, Toyota/Boshoku – Yaris, VW

Sharan, VW Up e ainda relativamente ao Projecto de Célula Standard para Alimentação

Automática de Clips Metálicos.

3.5. Gama de Fabrico

A Gama de Fabrico é um documento que está junto da máquina de injecção para

consulta do Operador. Este documento deve ser bem explícito quanto às tarefas que o

Operador deve desempenhar.

Para além da descrição detalhada das tarefas com fotos elucidativas, a Gama de

Fabrico inclui o Layout do processo. Uma vez que a uma máquina de injecção está

associado mais do que um molde, é necessário consultar o Layout dos processos aquando

da montagem de cada um dos moldes.

A participação na realização de gamas de fabrico ocorreu relativamente ao

projecto Toyota/Boshoku – Yaris e pode ser consultada no Anexo H.

3.6. Homologação de Processos

A Homologação de Processos é realizada pelo responsável do projecto. Após

recolha de dados do processo a decorrer na fábrica, o responsável verifica se o esse

decorre conforme foi definido e se existem pontos a melhorar para consequente

optimização do processo que resultarão em ganhos para a empresa, procedendo de

seguida à sua homologação.



Os dados recolhidos para além de todos os outros que o responsável considere

relevantes são: tempo de ciclo, lista de processos, lista de meios de produção, cadências,

paragens, tempos das paragens, rejeições e causas das mesmas. Com isto, é possível o

preenchimento de um documento desenvolvido para o efeito, que permite calcular os

rendimentos associados ao processo e tirar conclusões relativamente ao mesmo.

Foram realizadas homologações de processo relativas aos projectos Opel Meriva

II (Anexo I) e VW Sharan.

3.7. Reorganização de parte do directório informático do

departamento

Dada a quantidade de informação disponível para consulta dos colaboradores do

Departamento de Engenharia de Processo tornou-se necessária uma reorganização do

directório informático onde essa informação se aloja.

Foram definidas secções mediante os processos existentes e à imagem da

estrutura posteriormente implementada no manual, o directório foi dividido em pastas de

acordo com a evolução de produção de produto.

Depois de definida uma estrutura, esta foi sujeita a aprovação por parte dos

colaboradores do Departamento numa apresentação realizada para o efeito. Após

aprovação de todos os colaboradores, a nova estrutura do directório foi implementada na

rede.

Esta reorganização, de um conjunto de cerca de 3000 ficheiros, permitiu adquirir

conhecimentos teóricos de processos desde a injecção até à embalagem, conhecimentos

estes fundamentais para a continuidade do trabalho ao longo do período da Dissertação,

daí ter sido uma das primeiras tarefas realizadas.

Este trabalho permitiu incluir ligações no manual, que redireccionam o

colaborador para a pasta respectiva do directório informático do departamento.

3.8. Recolha de tempos de aplicação de componentes

Na fase inicial deste trabalho, foi efectuada uma recolha de tempos através de

captação de vídeo dos mais diversos processos pós-injecção existentes na fábrica, dando

especial ênfase à colocação de componentes.

Dos vídeos foi possível retirar os tempos das operações que constituem um

processo e elaborar com base nestes um documento Excel. Este documento (ver parte no

Anexo J), permite aos colaboradores utilizar tempos mais precisos durante os cálculos

adjacentes a processos em fase de desenvolvimento, bem como efectuar uma comparação

entre recursos como por exemplo, montagem manual ou automática.



Actualmente o documento encontra-se no directório informático do

Departamento, o que permite uma rápida e fácil consulta deste tipo de informação.

3.9. Projecto de Célula Standard para Colocação Automática

de Clips Metálicos

No início do mês de Outubro foi proposta a criação de uma célula protótipo para

inserção automática de clips metálicos com o objectivo de obter um modelo que se

pudesse standarizar. Com a vinda de um novo projecto de elevada importância,

produtividade e que apresenta um elevado número de clips metálicos por peça, este

projecto tornou-se numa das prioridades do Departamento de Processo.

A célula tem como finalidade o fornecimento de clips metálicos, Figura 6, a um

robot de 6 eixos que os irá colocar na peça. Esse fornecimento tem de ser individual

através do sistema vibratório de alimentação para o robot. Este sistema é vulgarmente

designado na empresa por panela.

Figura 6 - Clips Metálicos do tipo Omega

Para o projecto desta célula foi necessário recolher dados e elementos associados

à colocação de clips metálicos em peças plásticas. Procedeu-se à análise dos elementos e

identificaram-se os problemas principais relativamente ao alimentador sendo eles:

Falta de mecanismo de saída orientada de clips;

Inexistência de indexação;

Sem mecanismo de retorno de clips em posição errada depois do final do

circuito da panela.

Por estes motivos, tornou-se como primeiro objectivo ordenar a saída dos clips

metálicos da panela. Foi possível cumprir este objectivo por alteração do sistema.

Numa fase seguinte e após reunião com um fornecedor, definiram-se os

objectivos e adjudicou-se a construção mecânica da célula.

Esta célula foi concebida para a utilização de um relé programável. Este relé foi

programado inicialmente (Anexo L) de modo a comandar os cilindros e receber os sinais



dos sensores do alimentador. Contudo e tendo em conta que se pretende obter uma célula

com elevado grau de versatilidade, o uso do relé programável poderá vir a ser

abandonado para ser substituído por um autómato com mais capacidade de programação.

Numa fase posterior deu-se início à outra parte da célula, o robot e todo o controlo

a ele associado.

Elaborou-se uma lista de necessidades para cumprimento do objectivo:

Robot 6 eixos

Estrutura para Robot

Mesa de trabalho

Quadro Eléctrico

Quadro Pneumático

Sinalizador

Para a realização desta célula, o Robot de 6 eixos, elemento fundamental para a

realização da célula, foi conseguido por empréstimo de um fornecedor, enquanto que

todos os outros elementos foram reaproveitados de outros equipamentos da empresa.

Com a chegada do Robot de 6 eixos, um Motoman HP3 (Figura 7) deu-se início a

um processo de aprendizagem relativamente à programação do mesmo.

Figura 7 - Motoman HP3 [3]

Reunidos os elementos necessários para a construção da estrutura associada ao

robot, bem como dos quadros eléctrico e pneumático, procedeu-se à montagem.

Neste momento aguarda-se a vinda do alimentador vibratório do fornecedor para

que se possa associar à estrutura do robot e dar continuidade ao projecto da célula.

A participação neste projecto e a oportunidade de ter contacto com a programação

de um Robot de 6 eixos, permitiu conhecer as restrições e vantagens do mesmo, que face



à quantidade de processos que recorrem a esta tecnologia, se tornou fundamental na

realização do manual.

3.10. Revisão do Caderno de Encargos Geral

O caderno de encargos geral é um documento que reúne as directrizes que um

fornecedor deve seguir quando realiza trabalhos para uma empresa. O CEG do

Departamento de Engenharia de Processo é um documento essencial para a realização de

periféricos que é entregue aos fornecedores para que sigam as normas impostas. Com o

objectivo da standarização é importante ter todos os elementos definidos para que todos

os periféricos tenham as características base comuns e é esse o objectivo desta

actualização. Por sua vez, as características específicas dos periféricos são definidas nas

FEE (ver secção 3.2).

As principais alterações introduzidas por esta revisão foram:

Alteração de cores dos periféricos consoante o tipo;

Alteração de protocolos de comunicação Robot – Periférico;

Actualizações ao nível das tecnologias;

Reorganização da estrutura do CEG;

Criação de novos Módulos.

Os pormenores sujeitos a alteração foram os identificados pelos colaboradores e

fornecedores no decorrer do tempo.

3.11. Revisão do BOP e PIOP

O documento BOP (Bill of Process) e PIOP (Project Industrial Occupation Plan),

pertencem a uma série de documentos necessários ao longo de um projecto. A função

destes documentos consiste na obtenção de uma estimativa de carga das máquinas para o

projecto. Para além disto é possível obter dados relativos ao número de operadores,

número de máquinas, tempos de ciclo, entre outros.

A revisão destes documentos consistiu basicamente numa remodelação dos

mesmos com base na informação recolhida junto dos colaboradores. No Anexo M

encontra-se o documento elaborado.



3.12. Realização de Layouts de Processo em software de Análise

de Fluxos de Fábrica

Com a chegada à empresa de um software de simulação de fluxos e após uma

formação de 24h que atribuiu competências para realizar algumas simulações que a

empresa desejava ver concretizadas foi realizada, em conjunto com outro estagiário na

empresa, a simulação de processos de um dos projectos mais importantes dentro de

portas, a Volkswagen Sharan (Figura 8). Numa fase seguinte também os projectos

Eurocar e Peugeot B0 foram simulados.

A realização das simulações obrigou a um conhecimento dos processos

produtivos de cada um dos projectos, permitindo uma análise crítica aos mesmos, bem

como a comparação entre a simulação e a realidade.

Figura 8 - Software de Simulação de Fluxos

3.13. Programação de Câmara de Contornos

A Câmara de Contornos (Figura 9) é um equipamento que permite a detecção

automática da presença de componentes. No decorrer da definição de conceito de um dos

projectos onde houve envolvimento, surgiu a necessidade de experimentar a realização da

detecção de presença de componentes recorrendo a esta tecnologia.



Figura 9 - Câmara de Contornos [4]

Foi proposto realizar essa tarefa e após leitura do manual, configuração e

indexação da peça, foi realizada a programação da câmara de contornos para detectar a

presença dos 3 componentes que compõem a peça: Base, Hinge e Clip.

Ainda relativamente a este projecto, embora noutras peças, foi também necessário

testar a detecção de incompletos e ainda a detecção de boa montagem. No primeiro caso,

a câmara identifica os contornos da zona definida para identificação de incompletos de

peça após injecção e no segundo caso, foi possível identificar a montagem de um

componente como boa ou má por definição do contorno da zona de encaixe do

componente.

Concluiu-se que o uso da câmara é viável e tornou-se numa possível solução para

detecção de componentes pós-montagem nos projectos analisados.

3.14. Aspectos Gerais

O desempenhar de tarefas da responsabilidade do Departamento de Engenharia de

Processo permitiu obter conhecimentos que foram fundamentais para a análise crítica dos

processos e tecnologias.

A análise no terreno permitiu a recolha de dados e a identificação das vantagens e

desvantagens bem como a hierarquização dos processos e tecnologias em termos de

relevância dentro de portas.



4. Manual de Processo de Concepção de Produto

Na realização do manual de processo na concepção de produto o objectivo foi

abranger todos os processos, tecnologias e equipamentos utilizados no grupo Simoldes

divisão Plásticos.

Inicialmente previsto como um manual focado apenas no Design for Assembly, foi

proposto torná-lo mais abrangente e incluir todas as tecnologias e equipamentos

existentes no grupo. Desta forma pretende-se que o colaborador tenha acesso a

informação que lhe permita perceber o princípio da tecnologia e as restrições que a

mesma introduz à concepção de produto.

A realização deste tipo de manual obriga a uma selecção e conhecimento dos

temas a abordar, experiência de terreno, recolha do maior número de elementos possível

e síntese dos dados recolhidos.

Dada a estrutura da Simoldes Plásticos, optou-se por um manual em formato

digital realizado com o programa Microsoft PowerPoint. A decisão de utilizar este

programa deveu-se à simplicidade de consulta que proporciona e à existência do mesmo

em todos os computadores da empresa.

A colocação do manual na rede interna da empresa permite um fácil acesso por

parte dos colaboradores para além da interactividade possível no formato digital,

nomeadamente, a facilidade de consulta, visualização de vídeos e rapidez de procura.

Para além dos factores enumerados, a questão ambiental é outro factor a favor do formato

digital e não menos relevante que os anteriores. Dado o elevado número de

colaboradores, o número de impressões para consulta do manual iriam ter um impacto

indesejável no uso de papel e consumíveis.

Na sua concepção o manual foi sofrendo diversas alterações, avanços e recuos. A

definição da estrutura e a selecção dos dados a incluir neste manual foram os pontos de

maior dificuldade. As decisões tomadas ao longo da realização do manual tiveram a

aprovação dos membros do departamento. A estrutura final do manual seguiu uma ordem

lógica, desde a injecção até aos acabamentos e é a seguinte:

1. Injecção de Termoplásticos

2. Soldadura

3. Componentes

4. Montagens / Poka-Yoke's

5. Acabamentos

6. Decoração

7. Processos Especiais

8. Equipamentos



Relativamente à navegação pelo manual, a mudança de diapositivo é feita de

forma normal, por clique, scroll ou setas standard do Microsoft PowerPoint e para além

destes foram criados os seguintes elementos:

Um índice principal nos diapositivos iniciais que permite ao utilizador

aceder directamente ao assunto que pretende, Figura 10;

Um índice por cada capítulo (Figura 11);

Figura 10 - Vista parcial do índice do manual

Figura 11 - Vista parcial do índice do capítulo - Injecção de Termoplásticos



Botões para Navegação:

Botão para retorno ao índice principal;

Botão para retorno ao índice específico;

Botão para visualização de vídeo;

Botão para acesso ao directório respectivo;

Botão para acesso a mais informação.

Na Figura 12 é possível identificar numa vista parcial de um diapositivo do

manual os botões acima descritos.

Figura 12 - Posicionamento e identificação dos botões

Ao longo do manual é possível encontrar o botão de retorno ao índice principal e

exceptuando os diapositivos que contêm os índices dos capítulos, em todos os outros

existe também o botão de retorno a esse mesmo índice correspondente. Os outros 3

botões aparecem quando se aplicam ao tema em questão. O botão para visualização de

vídeo está presente na maioria dos diapositivos, dada a facilidade de percepção que um

vídeo promove quando se pretende passar uma mensagem ao utilizador. A organização

do directório informático do departamento (ver secção 3.7), onde estão armazenados os

diversos documentos para consulta dos colaboradores, permitiu a colocação de um botão

ao longo do manual que remete para a pasta do directório que contém documentos sobre

o assunto em questão. O botão de acesso a mais informação é exibido quando a consulta

de websites ou de documentos em particular é relevante no complemento da informação

que o manual apresenta.



Nas secções seguintes do relatório serão apresentados todos os capítulos do

manual de forma resumida.

4.1. Injecção de Termoplásticos

Na fase de produção de peças plásticas o processo de injecção é o primeiro e o

mais importante. Para que as peças sigam para os restantes processos até à embalagem, é

necessário obter peças de injecção que garantam os padrões de qualidade exigidos.

Como tal é essencial compreender o processo de injecção e conhecer as etapas do ciclo

de injecção.

Dentro da injecção existem diversos tipos que se adaptam às diferentes exigências

da peça. As mais utilizadas no grupo Simoldes são a injecção convencional, bi-injecção,

gás, baixa pressão, compressão e sobre-moldagem.

A estrutura definida para o manual relativamente à Injecção de Termoplásticos

resultou no seguinte:

Caracterização e Etapas – Injecção Convencional;

Bi-injecção;

Injecção com Gás;

Injecção a Baixa Pressão;

Injecção Compressão;

Injecção Sobre-moldagem.

O índice desta secção foi criado com base na estrutura acima definida. A Figura

13 mostra o índice específico da Injecção de Termoplásticos e exemplos das ligações que

permite.



Figura 13 - Índice de capítulo e ligações possíveis

Embora a Injecção de Plásticos seja a especialidade da empresa, o manual

pretende apenas abordar este ponto de forma superficial para solidificar os conceitos base

que o colaborador necessita. Não foi objectivo aprofundar o tema, mas sim resumir ao

máximo para que pudesse ser incluído no manual e criar desta forma uma ordem lógica

nos processos.

Nesta primeira secção do manual, a abordagem à Injecção Convencional foi feita

de forma esquemática para facilitar a consulta e rapidamente se adquirirem os

conhecimentos básicos. Nos diapositivos seguintes o manual apresenta os tipos de

injecção mais utilizados dentro de portas. Estes estão estruturados de forma a conter a

definição do processo, vantagens e desvantagens, exemplos de aplicação, fotos e vídeos.

Esta estrutura é comum ao longo de todo o capítulo e a Figura 14 mostra um exemplo

disso.



Figura 14 - Descrição da estrutura tipo

4.2. Soldadura

A Soldadura é um dos processos pós-injecção mais importantes e utilizados. O

princípio da soldadura é unir duas partes e existem diversas formas de o fazer mediante o

caso em estudo.

Na divisão Plásticos do grupo Simoldes os tipos de Soldadura utilizados são:

Ultra-sons, Vibração, Placa Quente, Laser, Pinos Quentes e Rotação.

A Soldadura é um dos processos que mais dificuldades coloca à concepção de

produto. Para cada um dos tipos de soldadura existe no manual diapositivos que

identificam as limitações impostas por cada um destes processos.

Os diapositivos referentes à Soldadura contêm, à imagem de todos os outros, uma

breve descrição do processo, aplicabilidade, exemplos, fotos e vídeos.

A ordem implementada no manual foi a seguinte:

Ultra-sons

Vibração

Placa Quente

Laser



Pinos Quentes

Rotação

O projectista tem assim disponível, informação necessária à tomada de decisões

na concepção de uma peça que envolva processo de soldadura. Esta informação está

organizada à semelhança do restante manual em diapositivos com uma sequência lógica.

Utilizando como exemplo a soldadura por ultra-sons, mais propriamente a

rebitagem por ultra-sons, existem no manual para além dos diapositivos que descrevem e

caracterizam o processo, diapositivos que indicam as dimensões e alterações a introduzir

na peça aquando do recurso a esta tecnologia.

A Figura 15 mostra a sequência constituída por quatro diapositivos do processo

Rebitagem por Ultra-Sons. No primeiro diapositivo é feita uma abordagem comum a

todos os processos de soldadura, onde se define o processo, enumeram-se as vantagens e

desvantagens e apresentam-se exemplos e fotos. Para além desta informação é possível

visualizar vídeos com exemplos do processo, aceder a um website de um fornecedor de

equipamentos para rebitagem por ultra-sons e aceder ao directório correspondente onde o

colaborador pode consultar os documentos existentes sobre o assunto. Após este

diapositivo o colaborador acede a um diapositivo com informações base sobre os

aspectos que tem de considerar durante o design da peça. No terceiro e quarto

diapositivos são apresentadas esquematicamente considerações mais específicas sobre a

rebitagem por ultra-sons.

Figura 15 - Sequência do tema - Rebitagem por Ultra-Sons



4.3. Componentes

Nesta secção pretende-se que o colaborador tome conhecimento dos componentes

montados em peças plásticas mais utilizados na Simoldes e das suas particularidades,

nomeadamente, ao nível da montagem, exemplos, condicionantes de produto e processos

associados.

Os componentes seleccionados para fazer parte do manual e que definiram a

estrutura do capítulo foram os seguintes:

Clips plásticos (Figura 16)

Clips metálicos

Clips Metalo-Plásticos

Molas metálicas

Eixos metálicos (ou plásticos)

Anilhas metálicas

Parafusos

Rebites metálicos - Böllhoff

Rebites metálicos ou plásticos

Batentes

Insonorizantes

Etiquetas

Filme Protecção (auto-adesivado)



Figura 16 - Organização do índice "Componentes" e do tema "Clips Plásticos"

Dada a quantidade de clips plásticos montados diariamente em peças plásticas,

para além da breve apresentação dos clips plásticos de maior consumo, foi dada especial

atenção aos tipos de montagem possíveis.

Dada a importância da definição de tempos de montagem dos diversos clips numa

peça, a recolha de tempos que foi realizada e abordada na secção 3.8, foi fundamental

para a correcta elaboração dos diapositivos que constituem o capítulo “Componentes”. O

documento realizado que disponibiliza os tempos de aplicação de componentes está

acessível ao colaborador através de um simples clique no botão de acesso a mais

informação presente nos diapositivos deste capítulo (Figura 17).

Figura 17 - Botão de acesso ao documento "Tempos de Aplicação de Componentes"



A participação no projecto Célula Standard para Colocação Automática de Clips

Metálicos, abordada em 3.9, foi um contributo fundamental para a elaboração e

enriquecimento deste capítulo. A implementação deste tipo de células vai permitir uma

consistente redução de tempos de montagem e deverá assim que possível ser incluída

neste manual.

4.4. Montagens / Poka-Yoke's

A exigência dos clientes e a procura da perfeição por parte da empresa fez com

que se desenvolvessem técnicas, processos e equipamentos na procura do infalível.

A definição do tipo de montagem, do tipo de detecções e da automatização ou não

dos processos é essencial para a obtenção de bons resultados.

A estrutura definida para esta secção do manual é a seguinte:

Montagem

Linhas de Montagem

Detecções

Utilização de robots

Aplicação de cola

Colagem de componentes

Na procura constante da redução dos tempos de montagem a Simoldes tem

produzido células de montagem versáteis, destas será dado o exemplo do novo tipo de

células para montagens semi-automáticas (Figura 18).



Figura 18 - Células de montagem semi-automática

Para além deste exemplo, é importante referir o standard usado pela Engenharia

de Produto para a criação de Porta-Clips também denominado por Porta-Agrafos.

O design dos Porta-Clips tem influência directa na forma como se pode montar o

clip, a facilidade de montagem e a resistência final para e após montagem no automóvel.

Com base na experiência da empresa e na troca de informação entre o Departamento de

Engenharia de Produto e o Departamento de Engenharia de Processo obtiveram-se

soluções que se encontram descritas no manual (Figura 19).



Figura 19 - Ligações para definições geométricas porta-agrafos

4.5. Acabamentos

Este capítulo do manual aborda um conjunto de processos de elevada importância

no aspecto final da peça, desde processos de corte a tratamentos superficiais.

Pretende-se que o colaborador consiga identificar a tecnologia que melhor se

adapta à tarefa que pretende efectuar.

O capítulo “Acabamentos” está estruturado da seguinte forma:

Corte Laser

Corte Ultra-Sons

Corte Jacto Água

Rebordagem

Prensas de corte

Fresagem

Tratamento Corona

Tratamento Chama

Na Figura 20 encontra-se exemplificado a parte do manual correspondente ao

processo de Fresagem. Para além dos elementos comuns, incluiu-se neste caso uma



chamada de atenção para problemas comuns durante a execução de fresagens em peças

plásticas.

Figura 20 - Nota relativa ao processo de Fresagem

4.6. Decoração

Nesta secção do manual são abordadas as técnicas de decoração existentes na

Simoldes. O recurso a estas técnicas permitem satisfazer o cliente em termos de aspecto

final da peça plástica quer seja ao nível do embelezamento, pintura e IMD (In Mould

Decoration), ou ao nível da rotulagem, IML (In Mould Labelling), Tampografia e

Serigrafia (Figura 21).

A estrutura definida para este capítulo foi a seguinte:

Pintura

IMD

IML

Tampografia

Serigrafia



Figura 21 - Índice do capítulo Decoração

4.7. Outros Processos

Para além dos processos produtivos já referenciados, foi criado um capítulo para

processos menos comuns. Neste capítulo abordam-se os seguintes processos:

Termoformagem

RIM

Polypress

Na Figura 22 está representado um exemplo deste capítulo que aborda a

Moldação por Injecção e Reacção vulgarmente designado por RIM.



Figura 22 - Moldação por injecção e reacção - organização

4.8. Equipamentos

Nesta parte do manual são abordados os principais equipamentos auxiliares

utilizados no grupo Simoldes divisão Plásticos.

A estrutura desta secção do manual é a seguinte:

Robot SEPRO

Robot 6 eixos

Panela Vibratória para Dispensa de Clips

Mãos-de-Presa

Periféricos Dedicados

Tapetes

Pretende-se que o colaborador conheça a aplicabilidade, vantagens, restrições e

standards a implementar nestes equipamentos.

Na Figura 23 é visível o índice do capítulo e as ligações aos diferentes

equipamentos auxiliares.



Figura 23 - Capítulo "Equipamentos"

4.9. Nota Final

O manual contém 102 diapositivos divididos pelos 8 capítulos abordados na

secção 4.1 a 4.8 deste relatório. Neste manual o utilizador tem acesso a cerca de 60

vídeos e 200 imagens, para além da informação do directório "pasta Tecnologias" sujeita

a organização no âmbito desta dissertação e que contém aproximadamente 3200 ficheiros

técnicos.

Neste momento o manual elaborado nesta Dissertação já se encontra na rede da

empresa e pode ser consultado pelos seus colaboradores.

5. Conclusões e Perspectivas de Trabalho Futuro

Com base no trabalho desenvolvido na empresa Simoldes Plásticos foi realizado o

manual de processo de concepção de produto, objectivo principal desta Dissertação.

Para a sua concretização foram realizados vários trabalhos na empresa que

contribuíram de forma definitiva para a elaboração do manual. A leitura de

documentação existente na empresa, recolha de dados na fábrica, realização de



documentos para projectos a decorrer, participação em reuniões, revisão de documentos

utilizados pelo Departamento de Engenharia de Processo, programação de equipamentos

e realização de simulações em software específico foram os principais trabalhos

desenvolvidos e que contribuíram de forma definitiva para a concretização do objectivo

principal desta dissertação.

O manual existente na empresa não satisfazia o pretendido dada a escassez de

informação que este continha, fundamentalmente fruto da fase inicial em que se

encontrava. Nesta fase, o manual já se encontra disponível na rede interna da empresa,

permitindo desta forma a consulta por parte dos seus colaboradores. Como resultado do

trabalho desenvolvido, tornou-se numa ferramenta de trabalho e numa mais valia, que

permite colmatar a ausência de informação deste tipo durante a concepção de produto.

No futuro, pretende-se que o manual realizado seja actualizado à medida que for

surgindo nova informação, novas tecnologias e equipamentos.

A oportunidade de realizar a Dissertação em ambiente industrial no seio de uma

equipa dinâmica permitiu a expansão de competências técnicas e profissionais. Durante o

período em que decorreu a Dissertação foram aplicados conhecimentos adquiridos ao

longo da formação académica para análise e resolução de problemas.



6. Referências e Bibliografia

[1] Simoldes Plásticos, SA. Documentos Internos da Empresa. (Documentos

confidenciais e sem possibilidade de referenciação nos termos bibliográficos).

[2] Simoldes. (2010). Grupo Simoldes. Obtido em Setembro de 2010, de

http://www.simoldes.com/

[3] Motoman. (2010). Motoman HP3 Material Handling Robot. Obtido em Outubro de

2010, de

http://www.motoman.com/products/robots/models/HP3.php

[4] IFM. (2010). IFM: Sensors, Networking and Control Systems. Obtido em Novembro

de 2010, de http://www.ifm.com/ifmgb/web/pmain.htm

[5] 3DS. (2010). Automotive Production & After Sales Services: 3DS. Obtido em

Novembro de 2010, de

http://www.3ds.com/solutions/automotive/solutions/manufacturing-after-sales-services/

[6] Branson. (2010). Branson Plastics Joining. Obtido em Outubro de 2010, de

http://www.branson-plasticsjoin.com/ultrasonic_process.asp

[7] Mecasonic. (2010). Mecasonic: Ultrasonic Welding. Obtido em Outubro de 2010, de

http://www.mecasonic.com/ENG/produits-equipus.html



7. Anexos



Anexo A: Contrato



Anexo B: Tecnologias Simoldes Plásticos



As Tecnologias existentes na divisão Plásticos do grupo Simoldes são as

seguintes:

[1]



Anexo C: Organização da Estrutura de

Desenvolvimento da SP



A estrutura de Desenvolvimento da Simoldes Plásticos está organizada da

seguinte forma:

[1]



Anexo D: Tarefas dos Colaboradores do Departamento

de Engenharia de Processo



Director de Eng. Processo

Departamento:

coordenação das actividades do departamento

elaboração e controlo do budget do departamento

representação na ISO TS 16949

avaliação e gestão dos indicadores

Orçamentos:

pré-definição de processos

avaliação de recursos necessários

análise de recursos disponíveis

análise de factibilidade preliminar

elaboração da nomenclatura de processos

Projecto:

nomeação do coordenador de Eng.ª Processo relativa a cada projecto

afectação dos recursos necessários

enquadramento com budget dos projectos

definição de prioridades

validação dos processos definidos

validação dos equipamentos relativos a cada processo

validação técnica de marcos dos equipamentos

avaliação da capacidade produtiva disponível

Formação:

plano de formação do departamento

recolha e divulgação de documentação técnica

Coordenador de Eng. Processo

Projecto:

integrar a equipa de projecto

Produto:

suporte à concepção e desenvolvimento

Moldes:

participação na definição do conceito

validação do sistema de injecção

avaliação das máquinas implicadas



avaliação da capacidade produtiva

Processos:

definição

elaboração dos diagramas de fluxo

definição dos layouts preliminares

pilotagem dos FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) de processo

instruções de fabrico

formação nos processos

implementação dos processos

Equipamentos:

definição do conceito

especificações

suporte à pesquisa de fornecedores

suporte e acompanhamento na fabricação

testes

recepção e validação

Técnico de Processo

Projectos:

participação na definição dos processos

formação nos processos

participação na implementação de processos

Equipamentos:

suporte à pesquisa de fornecedores


participação nas especificações

suporte e acompanhamento na fabricação

testes

recepção e validação

fichas de instruções dos equipamentos

Processos Série:

participação na optimização de processos

recolha e divulgação de boas práticas

envolvimento em projectos de produtividade



Técnico de Injecção

Ensaios de Moldes:

avaliação das condições de ensaio dos Moldes

supervisão técnica da afinação dos parâmetros

interpretação de resultados de processo de injecção para eventuais sugestões de

melhoria aos moldes

registo de resultados em ficha de ensaio

arquivo de ensaios dos moldes em ficheiro informático

informação da evolução dos ensaios e respectivos resultados ao coordenador de

Eng.ª de Processos do projecto correspondente

Especialista de Polímeros

Produto:

suporte à concepção e desenvolvimento

participação em FMEA’s de produto

acompanhamento de projectos de R&D

Moldes:

colaboração no caderno de encargos


validação do sistema de injecção

validação do sistema de arrefecimento

avaliação das máquinas implicadas

avaliação da capacidade produtiva

condicionamento da fábrica p/ produção

definição de periféricos necessários (termo-reguladores, secadores, aquecimento,

…)

suporte à homologação

coordenação da actividade nos ensaios

Processos:

apoio a coordenadores de processo

participação em fase de orçamentação

suporte técnico nos FMEA’s de processo

Mãos de Presa:

coordenação da execução das Mãos-de-Presa



Técnico Mãos-de-Presa

Mãos-de-Presa:

definir conceito

orçamentar execução

requisitar materiais

fabricar

testar e validar

executar programa de robot para validação

guardar até transferência para a fábrica



Anexo E: FEE - Toyota/Boshoku – Yaris



Anexo F: Layout - Toyota/Boshoku – Yaris



Anexo G: Check-List do CEG



Anexo H: Gama de Fabrico - Toyota/Boshoku – Yaris



Anexo I: Homologação de Processo - Opel Meriva II



Anexo J: Tempos de Aplicação de Componentes – Clips

Plásticos “Azul”



Anexo L: Programação de Relé Programável



Anexo M: BOP e PIOP - Revisão 1

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